Les filaments cosmiques de l’Univers influencent la naissance des étoiles
À l’échelle de centaines de millions d’années-lumière, les galaxies sont réparties le long d’un immense réseau de filaments de matière appelé la toile cosmique. En combinant simulations numériques et observations, une équipe de l’Observatoire astronomique de Strasbourg a mis en évidence une influence de la toile cosmique sur l’activité de formation stellaire, détectable jusqu’à près de 11 milliards d’années dans le passé.
Les galaxies proches des filaments cosmiques sont en moyenne plus massives et plus fréquemment « éteintes » dans l’Univers actuel, mais une question demeure : la toile cosmique agit-elle directement sur les galaxies avant même qu’elles ne s’éteignent ? Et cette influence évolue-t-elle au cours de l’histoire de l’Univers ?
Pour y répondre, les chercheurs ont d’abord utilisé la simulation cosmologique et hydrodynamique Simba, qui reproduit l’évolution de millions de galaxies au cours de l’histoire de l’Univers. Ils ont comparé des galaxies de même masse afin d’isoler l’effet de l’environnement cosmique seul.
De véritables autoroutes alimentant les galaxies en gaz
Les simulations montrent qu'aux premières époques de l’Univers, lorsque celui-ci avait moins d’un quart de son âge actuel, les galaxies proches des filaments forment davantage d’étoiles que les autres. Les filaments semblent alors agir comme de véritables autoroutes alimentant les galaxies en gaz, carburant indispensable à la naissance de nouvelles étoiles.
Plus tard dans l’histoire cosmique, cette tendance s’inverse progressivement : l’environnement des filaments favorise l’apparition de gaz chaud, ralentissant l’arrivée de gaz froid permettant la formation de nouvelles étoiles.
Dans l’Univers actuel, ces galaxies où les étoiles naissent beaucoup plus rapidement que dans les galaxies ordinaires se trouvent ainsi en moyenne plus éloignées des filaments que les galaxies normales de masse équivalente.
Une prédiction confirmée par les observations
Ces prédictions ont ensuite été confrontées à des observations dans le champ cosmologique COSMOS, l’une des régions du ciel les mieux étudiées. Elles confirment la prédiction des simulations selon lesquelles la toile cosmique influence l’évolution interne des galaxies et leur capacité à former de nouvelles étoiles.
Les futurs relevés cosmologiques, notamment ceux de la mission européenne Euclid, permettront d’étendre cette étude à des volumes d’univers plus vastes et de mieux comprendre le rôle joué par la toile cosmique dans l’histoire de la formation des galaxies.
Mots-clés
Mots-clés associés à l'article :